Czytaj także -

Aktualne wydanie

2020 09 okladka

Świat Szkła 09/2020

User Menu

 20191104-V1-BANNER-160x600-POL

 

 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

okladka Dom inteligentny 22

(w opracowaniu) 

 dom bez barier okladka

gotowy

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

 

 a Baner-1

 

Baner 2

Gospodarka wodno-ściekowa w hutach szkła
Data dodania: 11.01.08
Gospodarka wodno-ściekowa w hutach szkła

Celem właściwie prowadzonej gospodarki wodno-ściekowej w zakładzie przemysłowym jest możliwie jak najbardziej ekonomiczne wykorzystanie wody na cele produkcyjne. Z tym związane jest ograniczenie przenikania zanieczyszczeń do wód odprowadzanych z terenu zakładu. Przez wiele lat do zakładów dostarczano wodę bezpośrednio z wodociągów, a ścieki odprowadzano do odbiorników często bez oczyszczania. Od momentu wprowadzenia w życie ustawy o ochronie środowiska i następnie zaostrzenia przepisów dotyczących odprowadzania zanieczyszczeń wraz ze ściekami do odbiorników, w zakładach podjęto szereg przedsięwzięć służących poprawie gospodarki wodno-ściekowej.

 

     Huty szkła są gałęzią przemysłu, która przechodzi pewnego rodzaju odrodzenie. Popyt na opakowania szklane jest coraz większy, a co za tym idzie ilości wykorzystywanej wody i odprowadzanych ścieków są coraz większe. Poniżej przedstawiono różne rozwiązania gospodarki wodno-ściekowej w przykładowych hutach szkła.



Wiadomości ogólne dotyczące gospodarki wodno-ściekowej w hutach szkła
     W przemyśle hutniczym woda jest zużywana przede wszystkim na cele produkcyjne oraz na cele bytowe dla załogi. Wielkość zapotrzebowania na wodę w hutach szkła jest uzależniona od rodzaju obiegu wody w zakładzie, liczby zatrudnionych i stanu instalacji wodociągowych na terenie zakładu. Rodzaj obiegu wody w zakładzie jest czynnikiem podstawowym, od którego zależy zapotrzebowanie huty na wodę.

 

W hutach, w których są obiegi zamknięte, świeżą wodę pobiera się na uzupełnienie ewentualnych strat w wyniku parowania lub okresowej wymiany części wody (odświeżanie obiegów). W hutach, w których nie ma obiegów zamkniętych, pobiera się wodę z wodociągów w sposób ciągły. Innym rozwiązaniem zaopatrzenia huty w wodę jest usytuowanie jej w pobliżu zbiorników wodnych: jezior, rzek. Ważną sprawą jest zapewnienie, aby ścieki powstałe w wyniku działalności huty nie spowodowały degradacji środowiska naturalnego poprzez spust ścieków (nawet podczyszczonych) do odbiornika.


     Po wykorzystaniu wody na cele przemysłowe należy powstałe ścieki podczyścić przed odprowadzeniem ich do kanalizacji. Prowadzi się to w celu usunięcia zanieczyszczeń, które mogłyby niekorzystnie wpływać na procesy oczyszczania ścieków. Innym rozwiązaniem jest usytuowanie na terenie huty zakładowej podczyszczalni ścieków.



Zaopatrzenie hut szkła w wodę
     Racjonalne gospodarowanie wodą w przemyśle powinno być oparte na szczegółowym monitoringu jej zużycia. Powinno się go prowadzić w oparciu o odczyty z wodomierzy zainstalowanych na urządzeniach w każdym etapie produkcji. Przy bardzo dużym zużyciu wody monitoring należy przeprowadzać w oparciu o odczyty dobowe [15].


     W zakładach produkcji szkła można wyróżnić następujące sieci wodociągowe:
- sieć gorącej wody bytowo-gospodarczej.
- sieć świeżej wody technologicznej.
- sieć wody obiegowej o twardości do 10oTw (tzw. woda fosforowa).
- sieć wody obiegowej o twardości do 2,8oTw (woda zmiękczona)
- sieć gorącej wody technologicznej (90oC).
- sieć ciepłej wody technologicznej (wtórnie wykorzystywanej).
- sieć wody bytowo-gospodarczej i przeciwpożarowej.
    
     Zaopatrzenie w wodę hut szkła może przebiegać w następujący sposób:
- Pobór wody odbywa się bezpośrednio z naturalnego zbiornika wodnego (rzeki, jeziora). Pobrana woda często nie odpowiada warunkom jakie powinna spełniać woda do procesu produkcji i musi być do tego celu odpowiednio przygotowana (uzdatniona). Taki pobór wody wymaga zapewnienia odpowiednich obiektów dodatkowych jak: wybudowania pompowni, stacji uzdatniania wody oraz rurociągów transportujących wodę. Możliwość pobierania wody bezpośrednio z naturalnego zbiornika wymaga przede wszystkim wybudowania huty w jego pobliżu. Często nie pozwala na to infrastruktura, przeznaczenie terenów, przekrój geologiczny lub ukształtowanie terenu. Zdarza się, że koszty budowy rurociągów doprowadzających wodę z naturalnych zbiorników, pokonujących wszelkie wymienione wcześniej niedogodności są zbyt wysokie (duża odległość).
- Pobór wody odbywa się bezpośrednio z wodociągu. Ten sposób poboru wody jest wykorzystywany w mniejszych zakładach. Jednak koszty wody pobranej bezpośrednio z wodociągu są największe. W tym przypadku jednak nie ponosi się kosztów związanych z budową sieci doprowadzającej wodę z ujęcia na teren huty, a jedynie systemy rozprowadzeń do poszczególnych urządzeń.
- Pobór wody odbywa się ze studni głębinowych, umiejscowionych na terenie huty lub poza nią lecz przez hutę wykorzystywanych. Zakład w ten sposób jest samowystarczalny i nie jest uzależniony od dostaw. Wymagana jest odpowiednia eksploatacja takich ujęć, uwzględniająca warunki hydrologiczne środowiska. Jednak w tym przypadku wysokie koszty wiążą się z budową ujęcia.



Wykorzystanie wody

     Wodę bytowo-gospodarczą, zarówno ciepłą jak i zimną, zużywa się na cele bytowo-gospodarcze, w laboratoriach, saturatorowniach, w systemach wentylacji nawiewnej oraz na niektóre cele przemysłowe.


     Wykorzystanie wody w procesie produkcji jest uzależnione od stosowanego obiegu wody w zakładzie. Stosowane są zazwyczaj kombinowane modele wykorzystania wody przy różnych połączeniach układów zamkniętych i szeregowych. Systemy zależą od warunków miejscowych, a w szczególności od jakości i wielkości zasobów wodnych w źródłach pierwotnych. Woda w procesie produkcji jest zużywana przede wszystkim do celów chłodniczych.

 

Przyjmuje się, że woda na cele chłodnicze powinna odpowiadać określonym warunkom:
- mieć taką temperaturę, aby nie powodowała zakłóceń w przebiegu procesów technologicznych.
- nie powinna powodować osadzania się osadów, które w zwiększają opory hydrauliczne i utrudniają wymianę ciepła.
- nie powinna powodować korozji i osadzania się kamienia kotłowego w urządzeniach zamkniętych.

 

Woda w hutach szkła jest również wykorzystywana do mycia urządzeń i podłóg. Często do tej wody dodawane są substancje chemiczne mające na celu zwiększenie efektywności usuwania zanieczyszczeń powstałych na urządzeniach w wyniku procesu produkcji.



Obieg wody zamknięty
     Model ten charakteryzuje użycie ciągle tej samej wody, znajdującej się w ciągłej cyrkulacji. Jeśli ta sama woda jest kilkakrotnie używana to musi być ponownie odpowiednio przygotowywana (odnowiona).


     Skład fizyczno-chemiczny i bakteriologiczny wody, która służyć ma jako woda dodatkowa (do uzupełnienia strat) jest ściśle określony i musi być dostosowany do wymagań poszczególnych urządzeń. W większości wypadków stosuje się oczyszczanie wody dodatkowej lub jej uzdatnianie.


     System wodny zwykle jest tak rozwiązany, że poszczególni odbiorcy wody na terenie zakładu są zasilani ze wspólnej sieci przewodów. Również woda zużyta jest wprowadzana do wspólnej sieci przewodów.


     Woda krążąca w obiegu jest wykorzystywana do różnych celów. Z tego względu w pewnych przypadkach ulega zanieczyszczeniu i przed powtórnym użyciem musi być oczyszczona. W innych przypadkach, gdy służy do chłodzenia, przed powtórnym użyciem musi być tylko schłodzona. Natomiast w przypadku, kiedy ulega zanieczyszczeniu oraz ogrzaniu (np. gdy wykorzystywana jest do płukania i chłodzenia bezpośredniego), wtedy należy ją oczyścić i schłodzić [1]. Na rysunku 1 przedstawiono schemat zamkniętego obiegu wody przemysłowej.

 

 

 

    Pośród systemów obiegów zamkniętych można wyróżnić:
A. Systemy obiegowe zamknięte z chłodzeniem wody poprodukcyjnej w stawach i zbiornikach otwartych.
     System ten polega na tym, iż woda ogrzana po procesie produkcji zostaje wprowadzona do zbiornika lub naturalnego stawu gdzie następuje jej ochłodzenie przez promieniowanie ciepła z powierzchni wody do atmosfery. Po schłodzeniu woda zostaje ponownie wykorzystana na cele produkcyjne. Jako zbiorniki do schładzania służą bądź to wykopane stawy, bądź zbiorniki naturalne typu jezioro. Układy z chłodzeniem wody w stawach (w których nie występuje infiltracja do gruntu) można uznać za zamknięty, ponieważ na cele produkcyjne jest podawana ciągle ta sama woda.


B. Systemy zamkniętego obiegu wody z chłodzeniem w specjalnych, sztucznych urządzeniach chłodzących.


     W tym systemie woda poprodukcyjna ogrzana kierowana jest do chłodzenia do specjalnych urządzeń takich jak:
- chłodnie otwarte
- baseny rozbryzgowe
- chłodnie kominowe (wieżowe)
- chłodnie wentylatorowe

     Urządzenia te mają tę przewagę nad chłodzeniem w np. stawach, że samo chłodzenie następuje dużo szybciej dzięki tzw. rozdeszczeniu wody chłodzonej. Podczas procesu chłodzenia w takich urządzeniach występują niewielkie straty powstałe w wyniku parowania do atmosfery (1-2%) oraz poprzez wynoszenie kropel wody przez wiatr (0,25-3%).

Model szeregowy gospodarki wodno-ściekowej
     Szeregowy układ wykorzystania wody polega na do wielokrotnym jej wykorzystaniu przed odprowadzeniem do odbiornika. Woda wykorzystywana jest szeregowo przez kilku odbiorców, w kolejności zależącej od wymagań co do jakości wody, jaką trzeba zapewnić dla poszczególnych wydziałów produkcji [15]. Na rys. 2 przedstawiono model szeregowego układu obiegu wody technologicznej.


     System szeregowego obiegu wody technologicznej to system pośredni pomiędzy systemem zamkniętym, a przepływowym, zarówno pod względem technologicznym, jak i ekonomicznym. Obieg taki jest przydatny, gdy część procesów wymaga wody świeżej o niskiej temperaturze, a część o podwyższonej. Takie wykorzystanie pozwala na pełne oszczędności (woda podgrzana jest wykorzystana do dalszych procesów) oraz z oszczędnością energii (do jej podgrzania). 

 

 

 

Model przepływowy gospodarki wodno-ściekowej
     W modelu przepływowym woda na cele technologiczne jest czerpana bezpośrednio ze źródła, ale ze względów ekonomicznych nie zaleca się stosowania takich systemów. Model taki stosuje się jedynie wtedy, gdy cały zakład potrzebuje wody świeżej, o bardzo wysokiej jakości. We wcześniejszych latach system taki był często stosowany. Wtedy nikt nie dbał o ilości wykorzystanej wody [15]. Na rys. 3 przedstawiono model przepływowego obiegu wody technologicznej.

     Rodzaj zastosowanego modelu gospodarki wodno-ściekowej ma wpływ na ilość zużywanej wody przez zakład, ochronę ujęć wodnych oraz infrastrukturę terenów położonych w bezpośrednim sąsiedztwie huty szkła. Niezależnie jednak od wybranego systemu istnieje takie samo zapotrzebowanie urządzeń na wodę.

 

      Przyjmuje się, że na cele przemysłowe woda zimna jest wykorzystywana w poszczególnych działach produkcyjnych przedstawionych w tabeli 1, natomiast metody wykorzystania wody ciepłej z chłodzenia pieców i innych przedstawiono w tabeli 2, a wody gorącej w tabeli 3.


     Obok działów, w których wykorzystuje się wodę zimną, ciepłą lub gorącą istnieją również wydziałowe obiegi zamknięte, w których rozprowadza się wodę specjalnie preparowaną.

 

Można wymienić kilka dodatkowych parametrów warunkujących zastosowanie wody do specjalnych celów:
- woda o twardości węglanowej 2,8oTw jest potrzebna do chłodzenia walcarek i odprężarek podczas produkcji szkła polerowanego.
 - woda zimna o stałej temperaturze 2-15oC która zawiera dodatkowe składniki do polerowania i chłodzenia taśmy szkła polerowanego.



     Ponadto woda przeznaczana do produkcji w obiegu zamkniętym musi również spełniać odpowiednie kryteria i tak np. woda do chłodzenia urządzeń nie powinna zawierać zawiesin więcej niż 100 mg/dm3 a jej zasadowość powinna być mniejsza od 175 mg/cm3 CaCO3.

 

Woda przeznaczona do wzbogacania piasku podczas dozowania odpowiednich jego ilości przed topieniem powinna być pozbawiona domieszek chemicznych, które powodują zanieczyszczenie późniejszego wyrobu i źle wpływają na masę szklaną. Dlatego zawartość żelaza w takiej wodzie nie powinna przekraczać norm ustalonych dla wody przeznaczonej na cele bytowo-gospodarcze. Do wzbogacania piasku podczas procesu przygotowania zestawu szklarskiego używa się wody o temperaturze 40oC, natomiast podczas wzbogacania piasku lecz podczas produkcji szkła polerowanego używa się wody o temperaturze 30-40oC.


     Spełnienie wszystkich opisanych warunków jest konieczne dla wyprodukowania szkła najwyższej jakości.

Minimalizacja zużycia wody w hutach szkła
     Celem zwiększenia oszczędności wody w hutach szkła należałoby spełnić kilka warunków:
- wprowadzić najbardziej korzystny obieg wody technologicznej,
- zastąpić mycie urządzeń odkurzaniem i myciem na sucho,
- wprowadzić mycie urządzeń środkami chemicznymi niewpływającymi niekorzystnie na środowisko naturalne,
- lub zastąpić mycie urządzeń i podłóg za pomocą urządzeń pracujących pod podwyższonym ciśnieniem z małą średnicą wylotową,
- zastąpić wodę z wodociągu (w miarę możliwości) wodą czystą lecz nie nadającą się do picia,
- dokonywać natychmiastowych napraw rurociągów w celu likwidacji przecieków,
- regulować urządzenia ciśnieniowe i termostaty,
- udoskonalić procesy odzysku ciepła.



Skład wody po procesach technologicznych
     Skład ścieków po procesach technologicznych jest zróżnicowany i zależy od rodzaju wytwarzanego produktu oraz stosowanej technologii. W istniejących zakładach ilości i skład ścieków ustalane są podczas bezpośrednich pomiarów. Przy wykonywaniu nowych linii produkcyjnych to dostawca urządzeń jest zobowiązany do przekazania wskazówek dotyczących ich wykonania [20].


     Podczas produkcji szkła, a szczególnie podczas jego zdobienia oraz chemicznego polerowania powstają ścieki silnie toksyczne. Nie mogą być one odprowadzane do kanalizacji bez uprzedniego podczyszczania. Ścieki po procesie polerowania mają bardzo zbliżony skład do mieszanek sporządzanych do kąpieli szlifierskich, które są wytwarzane z kwasu fluorowodorowego i siarkowego.

 

Ścieki po polerowaniu zawierają również związki, które przedostają się do nich w wyniku rozpuszczania szkła. Są to między innymi SiO2 w ilości 58,6% masowej, PbO-25%, K2O-12,5%, Na2O-1,2%. Ścieki po polerowaniu zawierają resztki kwasu fluorowodorowego i kwasu siarkowego. Są rozcieńczane wodą do płukania oraz wodą do mycia podłóg i urządzeń.

 

Ostatecznie ścieki takie zawierają około 6-10% H2SO4 i 0,2%HF. Ścieki te są również silnie kwaśne pH (0,8-2,0), ponadto zawierają siarczany, metale ciężkie oraz związki fluoru. Skład fizyczno-chemiczny ścieków po procesie polerowania przedstawiono w tabeli 4 [4].


      Kolejnym procesem, który wpływa na zanieczyszczenie wody poprodukcyjnej jest proces chłodzenia szkła w procesie jego zdobienia. Głównym zanieczyszczeniem tych ścieków jest ołów i zawiesina. Tworzą ją materiał ścierny (korund, karbokorund). Skład ścieków po procesie zdobienia i szlifowania szkła przedstawiono w tabeli 5 [4].


     Oprócz procesów technologicznych ścieki powstają także podczas mycia urządzeń i podłóg hal. Ścieki takie zawierają oprócz substancji chemicznych, które dodaje się celem uzyskania lepszego efektu mycia również znaczne ilości olejów z urządzeń oraz zawiesinę (np. nawiewy zanieczyszczeń z pobliskich hałd składowania stłuczki szklanej i piasku).


     Ponadto ścieki powstają także podczas wytwarzania czynników energetycznych. Do tych procesów zalicza się uzdatnianie wody na cele produkcyjne oraz odmulanie kotłów i innych urządzeń. Ścieki takie zawierają przede wszystkim dużą zawiesinę.



Gospodarka ściekowa
     Najmniejsza ilość ścieków powstaje w zakładach o zamkniętym obiegu wody, natomiast najwięcej ścieków w zakładach o systemie przepływowym, czyli takim, w którym woda jest wykorzystana jednokrotnie. Coraz więcej zakładów stosuje obiegi zamknięte (co znacząco wiąże się z ograniczeniem kosztów produkcji) oraz ochroną środowiska naturalnego [17].


     Woda po procesach związanych z procesem technologicznym jak i procesami wspomagającymi (np. mycie urządzeń) musi być przed odprowadzeniem do kanalizacji lub odbiornika odpowiednio przygotowana (oczyszczona). W zakładach o zamkniętym obiegu wody technologicznej ścieki powstają podczas wymiany wody w układzie. Ścieki takie muszą być podczyszczone przed odprowadzeniem do kanalizacji lub oczyszczone jeżeli odbiornikiem jest jezioro, rzeka czy staw.

 

Podobna sytuacja przy obiegu szeregowym, gdy ścieki odpływają od ostatniego użytkownika. Ścieki po procesach oczyszczania mogą być odprowadzane do odbiornika jeżeli wskaźniki zanieczyszczeń nie przekraczają dopuszczalnych wartości określonych w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego [Dz.U. 2004 Nr 168 poz. 1763][16].



Sposoby oczyszczania i podczyszczania ścieków

     Dopuszczalne stężenia zanieczyszczeń w ściekach przemysłowych przeważnie są ustalane tak, aby ścieki nie wpływały niekorzystnie na pracę biologicznego stopnia oczyszczania ścieków w oczyszczalni miejskiej [21]*.


     Schematy układów oczyszczania ścieków różnią się w zależności od tego, gdzie ścieki są przekazywane, czy do kanalizacji czy bezpośrednio do odbiornika.


     Jeżeli na terenie huty szkła jest kanalizacja i odprowadza się ścieki do miejskiej oczyszczalni (bez względu na zastosowany obieg wody w procesie produkcyjnym), to stosuje się podczyszczanie ścieków. Powinno być tak prowadzone, aby przy późniejszym oczyszczaniu na oczyszczalni miejskiej nie dochodziło do zmniejszenia jej efektywności oczyszczania poprzez np. nadmiar olejów, tłuszczów i innych substancji.


     Głównym sposobem oczyszczania ścieków jest sedymentacja. Oczyszczone w ten sposób ścieki, szczególnie te w zamkniętym obiegu wody przemysłowej, mają zmniejszoną podatność na odkładanie osadów podczas zawracania do obiegu. Ponadto dla wody w niektórych działach technologicznych określa się dopuszczalną zawartość zawiesin. W związku z tym stosuje się sedymentację najczęściej w osadnikach promienistych lub poziomych o kształcie prostokątnym. Często stosuje się również wspomaganie sedymentacji z wykorzystaniem Al2(SO4)3. Koagulację stosuje się, gdy w ściekach oczyszczanych jest duża zawartość drobnych zawiesin [9].


     Do podczyszczania ścieków po procesach technologicznych wyrobu szkła stosuje się separatory (np. koalescencyjne). Zasada ich działania polega na zatrzymywaniu olejów i tłuszczów oraz zanieczyszczeń stałych znajdujących się w ściekach. Zanieczyszczenia stałe są wyłapywane poprzez ich grawitacyjne osiadanie na dnie komory. Oddzielone części olejów i tłuszczów unoszą się na powierzchni cieczy skąd po przekroczeniu dopuszczalnego poziomu muszą być jak najszybciej usunięte. Maksymalna zawartość oleju w usuniętych ściekach wynosi 100 mg/dm3 (przy gęstości oleju 0,85 kg/dm3) [15]. Na rys. 4 przedstawiono schemat instalacji podczyszczania ścieków.

 

 

     Potrzeba stosowania separatorów wynika z tego, iż ścieki zaolejone wpływają niekorzystnie na kanalizację i mogą być przyczyną zahamowania procesów fermentacji metanowej osadów na oczyszczalniach ścieków [22].


     Jeżeli z huty szkła odprowadza się ścieki bezpośrednio do odbiornika, to powinny odpowiadać warunkom określonym w Rozporządzeniu Ministra Środowiska. Jest to dużo bardziej skomplikowane niż w przypadku podczyszczania ścieków, gdzie główną rolę w oczyszczaniu przejmuje oczyszczalnia ścieków miejskich. Na terenie zakładu musi bowiem zostać wybudowana oczyszczalnia ścieków, aby ścieki oczyszczone odpowiadały normom, jakie powinny spełniać ścieki oczyszczone.



Oczyszczanie ścieków po procesie polerowania chemicznego szkła
     Ścieki po procesie polerowania muszą być poddawane neutralizacji ze względu na niskie pH. Odbywa się to najczęściej w komorach reakcji. Komory pracują parami, tzn. jedna jest napełniana przez całą dobę, natomiast w drugiej prowadzi się proces neutralizacji i zagęszczania powstałego osadu. Czas reakcji wynosi około 1 godziny. Najczęściej ścieki neutralizuje się zawiesiną wodorotlenku wapnia. Związek ten, poza zobojętnianiem ścieków, powoduje również wytrącanie zawartych w nich substancji rozpuszczonych.

 

Dodatkowo wodorotlenek wapnia, reagując z kwasem siarkowym zawartym w ściekach, powoduje strącanie siarczanów według reakcji:

H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2H2O

     Ponadto neutralizacja ścieków powoduje znaczne strącenie związków fluoru, ołowiu. Szczególnie dobre wyniki uzyskuje się w środowisku przy pH=11,7.
     Po procesie neutralizacji i oddzieleniu osadu następuje spadek pH, natomiast przy dużym zalkalizowaniu ścieków (przy pH około 10,4) ponowny spadek pH jest niewielki.
     Po procesie neutralizacji powstały osad odwadnia się w filtrze próżniowym, bębnowym. Po odwodnieniu osad może być zagospodarowany do produkcji klinkieru.



Oczyszczanie zbiorcze ścieków z polerowni i wydziału zdobienia szkła

     Ścieki pochodzące z wydziału zdobienia szkła zawierają przede wszystkim dużą zawiesinę, która wynika z zastosowań środków ściernych podczas tych procesów. W celu usunięcia zawiesiny stosuje się specjalne koagulanty, które dodaje się do ścieków oczyszczanych w procesie sedymentacji. Sedymentacja prowadzona jest w odstojnikach bezwylewowych, co jakiś czas oczyszczanych z nagromadzonego osadu. Najskuteczniejszym koagulantem jest 18 wodny siarczan glinu w ilości 0,4g/l Al2(SO4)* 18H2O. Sedymentację można przyspieszyć dodając flokulanty. Ich wadą jest jednak to, że mogą prowadzić do zwiększenia uwodnienia osadu. Najlepiej działającymi flokulantami podczas prowadzenia procesu jest Zetag 47 i Separan NP-10 [5]. Po procesie koagulacji ścieki mają pH około 6,3, suchą pozostałość < 1000 mg/l.


      Ścieki oczyszczane zbiorczo po procesie sedymentacji z wydziału zdobienia oraz z polerowania chemicznego są ze sobą zmieszane. Ich skład przedstawiono w tabeli 8.



Obiegowy system oczyszczania wody poprodukcyjnej

     Zespolone układy oczyszczania ścieków poprodukcyjnych usprawniają przebieg produkcji a jednocześnie redukują zużycie wody czystej. Projektuje się je w zależności od wielkości zużywanej wody. Wydajność tych systemów waha się od 150 do 4000 l/min. Są w pełni zautomatyzowane, a ich obsługa zawęża się jedynie do uzupełniania strat wody powstałych w układzie w wyniku parowania i przecieków przez nieszczelności w sieci [13].


      Woda czysta przepływa przez układ technologiczny, natomiast w przypadku niewykorzystania całości wody jest magazynowana w hydroforze. Woda brudna po procesach technologicznych jest transportowana do głównego zbiornika oczyszczającego. W zbiorniku oczyszczającym osadzają się szlamy, które za pomocą podajników taśmowych są transportowane do specjalnych worków osadowych. Ich ilość jest zależna od wielkości przepływającej wody.

 

Po napełnieniu przebiega w nich proces suszenia. Tak wysuszony osad może być transportowany na składowisko odpadów, ponieważ nie stanowi on zagrożenia dla środowiska [13]. Na fot. 1 przedstawiono obiegowy system oczyszczania wody poprodukcyjnej.



Kompleksowe oczyszczanie ścieków z huty szkła
     Kompleksowe oczyszczanie ścieków polega na wspólnym oczyszczaniu ścieków z polerowania chemicznego oraz z wydziału zdobienia szkła.


     Ścieki z polerowania chemicznego neutralizuje się w komorach reakcji. Następnie osad poneutralizacyjny odwadnia się. Filtrat, łącznie z przelewem z reaktorów, kierowany jest do zbiornika cieczy sklarowanej. Część cieczy pobiera się do przygotowania mleka wapiennego, a pozostała część jest przepompowana do zbiornika uśredniającego.

 

To właśnie do tego zbiornika doprowadza się również ścieki z wydziału zdobienia, uprzednio podczyszczone w odstojnikach. Uśrednione ścieki mają pH 5,5-8,0. Jeżeli potrzeba, można przeprowadzić korektę pH za pomocą kwasu solnego HCL. Takie ścieki poddaje się procesowi koagulacji siarczanem glinu w akceleratorze, a nastepnie można je odprowadzić do kanalizacji. Na rys. 5 przedstawiono schemat kompleksowego oczyszczania ścieków.

 

 

     Ścieki po procesie oczyszczania można wykorzystać do celów produkcyjnych. W tym celu należy je przefiltrować przez złoże piaskowe. Otrzymana woda może być wykorzystana ponownie przez wydział zdobienia oraz do chemicznego polerowania szkła. Woda popłuczna z filtrowania jest odprowadzana do zbiornika uśredniającego, gdzie poddawana jest oczyszczaniu łącznie ze ściekami oczyszczanymi w procesie koagulacji [4][5].


     Szczególną uwagę należy poświęcić procesowi obróbki szkła ołowiowego, ponieważ ścieki powstające w wyniku procesów produkcyjnych tego rodzaju szkła zawierają ołów. Należy wówczas wytworzone zanieczyszczenia w postaci dyspersji soli zasadowych poddać koagulacji solami żelaza lub glinu [5].



Wnioski
     Produkcja szkła nie należy do procesów, w których generowane są ścieki szczególnie niebezpieczne dla środowiska. Większość surowców używanych do produkcji szkła występuje w postaci sypkiej; ich rozładunek, składowanie i operacje z ich udziałem są źródłem emisji zanieczyszczeń do powietrza. Proces topienia surowców wymaga bardzo dużych nakładów energetycznych na podgrzanie do wysokiej temperatury.

 

Spalanie paliw kopalnych oraz reakcje chemiczne masy szklanej, a także zjawiska fizyczno-chemiczne zachodzące nad powierzchnią stopniej masy szkła również powodują emisje zanieczyszczeń do powietrza. Dotyczy to zanieczyszczeń zarówno gazowych, jak i pyłowych.

 

Przykładami emisji gazowych są: tworzenie dwutlenku węgla w procesie kalcynacji, czy emisja dwutlenku siarki z rozkładu siarczanu sodu lub wapnia dodawanych jako substancje klarujące.



     Na podstawie dokonanego przeglądu literatury można sformułować następujące wnioski:
1. W hutach szkła stosuje się modele zamknięte, szeregowe, przepływowe oraz mieszane gospodarki wodno-ściekowej.
2. Charakterystyczne dla hut szkła mające znaczące skutki środowiskowe są emisje zanieczyszczeń do powietrza, hałas oraz zawarte w ściekach domieszki pochodzące z procesów produkcyjnych.
3. Charakterystycznymi zanieczyszczeniami w ściekach odprowadzanych z hut szkła są tlenek krzemu, fluorki, tlenek ołowiu, zawiesina.
4. W hutach szkła produkuje się coraz szerzej tzw. „ekologiczne” opakowania jak np. butelki, słoiki z wykorzystaniem surowców wtórnych.
4. Zbiór stłuczki szklanej w Polsce obecnie można uznać za niezadowalający.
5. W zakładach produkcji szkła nadal spotyka się przestarzałe urządzenia produkcyjne, gdyż nakłady finansowe na modernizację starych technologii są znikome.

Marcin Mrozicki


* Patrz również:

- Flotacyjne podczyszczanie ścieków przemysłowych w przemyśle szklarskim. Część 2, Andrzej Stryjecki, Świat Szkła 12/2007

Flotacyjne podczyszczanie ścieków przemysłowych w przemyśle szklarskim. Część 1, Andrzej Stryjecki, Świat Szkła 9/2007

- Gospodarka wodno-ściekowa w hutach szkła, Marcin Mrozicki, Świat Szkła 12/2007

- Obiegi zamknięte chłodziwa w instalacjach szlifierskich, Stanisław Witek, Świat Szkla 5/2005

- Specjalista od separatorów odśrodkowych, Świat Szkla - portal

- Specjalistyczne separatory odśrodkowe, Świat Szkla - portal  

 

inne artykuły autora:

- Technologiczne aspekty produkcji szkła,  Marcin Mrozicki, Świat Szkła 11/2007


Spis literatury
[1] Mielcarzewicz E., Gospodarka wodno-ściekowa w zakładach przemysłowych, Państwowe Wydawnictwa Naukowe, Warszawa 1986
[2] www.opakowania.com.pl , informacje dotyczące wykorzystania stłuczki szklanej do wspomagania produkcji szkła, 15.02.2007
[3] www.ekoimy.most.org.pl , informacje dotyczące możliwości wykorzystania stłuczki szklanej do procesu produkcji oraz procentowy udział poszczególnych składników do produkcji szkła 10.02.2007
[4] Anielak A, Chemiczne i fizykochemiczne oczyszczanie ścieków, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2000
[5] Ruffer H, Rosenwinkel K.H, Oczyszczanie ścieków przemysłowych, Oficyna Wydawnicza ProjprzemEKO, 1998
[6] Kowal A, Oczyszczanie wody, wydanie czwarte, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005
[7] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 04.09.2000r w sprawie wymagań jakim powinna odpowiadać woda do picia i na potrzeby gospodarcze, woda w kąpieliskach, oraz zasad sprawowania kontroli jakości wody przez organy Inspekcji Sanitarnej, Rozporządzenie obowiązywało w czasie wykonania badań wody przez Sanepid w 2001r.
[8] Przedsiębiorstwo geologiczne s.a., Operat wodnoprawny na pobór i eksploatację z utworów triasowych studni ujęciowych nr S-1 i S-2 zlokalizowanych na terenie Huty Szkła Gospodarczego „Zawiercie”s.a., Kraków 2001.
[9] Koziorowski B., Oczyszczanie ścieków przemysłowych, Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa 1980.
[10] Sanak-Rydlewska S., Technologia oczyszczania ścieków przemysłowych, Wydawnictwo Akademii Górniczo-Hutniczej, skrypt uczelniany nr 1259, Kraków 1991.
[11] www.ekoportal.org/elekcje/szklo , informacje dotyczące rodzajów szkła i jego wykorzystania, 01.03.2007
[12] www.fos.pl , informacje dotyczące procesów technologicznych wykorzystywanych podczas produkcji szkła, 15.02.2007
[13] Italcomma, Systemy oczyszczania wody używanej w cyklach produkcyjnych, „Świat Szkła” 03/2007, 74-75
[14] www.wynalazki.mt.com.pl , informacje dotyczące zastosowania szkła w różnych urządzeniach, 20.05.2007
[15] www.life.epce.org.pl , informacje dotyczące zaopatrzenia w wodę zakładów przemysłowych i oczyszczania ścieków poprodukcyjnych, 21.05.2007
[16] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 8 lipca 2004r.w sprawie warunków, jakie należy spełniać przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego [Dz.U. 2004 Nr 168 poz. 1763].
[17] Bartkiewicz B., Oczyszczanie ścieków przemysłowych, Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa 2002.
[18] Poskrobko B., Piontek W., Sidorczuk E., Raport o gospodarce odpadami opakowaniowymi w Polsce w 2002 r., Fundacja Ekonomistów Środowiska i Zasobów Naturalnych w Białymstoku, Warszawa 2003
[19] Kardaś P., Recykling opakowań szklanych, „Szkło i Ceramika” 03/2005,
[20] Stareprawo G., Współczesne technologie oczyszczania ścieków, praca dyplomowa inżynierska, Częstochowa 2005
[21] Łomotowski J., Szpindor A., Nowoczesne systemy oczyszczania ścieków, Arkady, Warszawa 1999
[22] Krok A., Sposoby oczyszczania ścieków zaolejonych, praca dyplomowa inżynierska, Częstochowa
[23] Materiały niepublikowane Huty Szkła „Sława” w Kielcach
[24] Materiały niepublikowane Huty Szkła Gospodarczego „Zawiercie”
[25] Fotografie własnego autorstwa wykonane na terenie Huty Szkła „Sława” w Kielcach.

 

więcej informacji: Świat Szkła 12/2007

 

 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik